刀具破岩声发射能量理论分析及数值模拟

李玉¹，赵伏军¹，陈珂²，樊勇¹，章思平¹

1. 湖南科技大学资源环境与安全工程学院2. 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司

摘 要：根据刀具破岩过程中声发射的产生与应力场存在的耦合关系,从细观上分析了声发射能量与应力之间的关系,确定了刀具静力侵入岩石破碎时声发射能量的关系式;应用岩石破裂分析软件RFPA^2D进行刀具破岩声发射数值实验。结果表明:刀具静力侵入单位体积岩石破碎释放的声发射能量与加载速率、岩石抗压强度、岩石弹性模量、刀具形状以及刀具与岩石的摩擦系数等有关;随加载速率增加（一定范围内）,两种刀具破岩释放声发射累积能量急剧增加,随后声发射累积能量增加缓慢;十字型刀具破碎岩石单元和声发射累积能量均大于一字型刀具,且破碎岩石所需时间减小;适当增大加载速率可以提高刀具破岩效果。

关键词：刀具破岩;声发射能量;数值模拟;加载速率;